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1、專題專題4酶的研究與應(yīng)用酶的研究與應(yīng)用 課題課題1果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用用 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接盛夏時節(jié)，酷暑難當(dāng)，這時可以利用各種水果壓盛夏時節(jié)，酷暑難當(dāng)，這時可以利用各種水果壓榨果汁，不但解渴消暑，還可以點綴生活，放飛心情。榨果汁，不但解渴消暑，還可以點綴生活，放飛心情?？墒俏覀円舶l(fā)現(xiàn)，家庭榨制的果汁和從超市購買的果汁可是我們也發(fā)現(xiàn)，家庭榨制的果汁和從超市購買的果汁相比，在口感和澄清度上有不小的差別。相比，在口感和澄清度上有不小的差別。 欄目鏈接欄目鏈接請思考：請思考：1造成上述結(jié)果的原因主要是水果細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)？造成上述結(jié)果的原因主要是水果細(xì)胞的什么
2、結(jié)構(gòu)？2要通過酶解法解決上述問題，應(yīng)加入哪些酶？要通過酶解法解決上述問題，應(yīng)加入哪些酶？ 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接(1)果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分果膠是植物細(xì)胞壁以及胞間層的主要組成成分之一，它是由之一，它是由_聚合而成的一種高分子化合物，聚合而成的一種高分子化合物，_于水。在果汁加工中，果膠不僅會影響于水。在果汁加工中，果膠不僅會影響_，還會使果汁，還會使果汁_。(2)果膠酶的作用是分解果膠酶的作用是分解_變成可溶性的變成可溶性的_。(3)果膠酶是分解果膠的果膠酶是分解果膠的_酶的總稱，包括酶的總稱，包括_、_和和_等。等。一、果膠酶的作用一、果膠酶的作用 半乳糖醛酸
3、半乳糖醛酸 不溶不溶 出汁率出汁率 渾濁渾濁 果膠果膠 半乳糖醛酸半乳糖醛酸 一類一類 多聚半乳糖醛酸酶多聚半乳糖醛酸酶 果膠分解酶果膠分解酶 果膠酯酶果膠酯酶 欄目鏈接欄目鏈接二、酶的活性與影響酶活性的因素二、酶的活性與影響酶活性的因素(1)酶的活性是指酶酶的活性是指酶_一定化學(xué)反應(yīng)的能力，一定化學(xué)反應(yīng)的能力，其高低用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的其高低用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的_來表示。來表示。(2)酶的反應(yīng)速度是指酶的反應(yīng)速度是指_內(nèi)、內(nèi)、_中中反應(yīng)物的反應(yīng)物的_或產(chǎn)物的或產(chǎn)物的_。(3)影響酶活性的條件有影響酶活性的條件有_、_和和_等。等。 催化催化 反應(yīng)速度反應(yīng)速度
4、單位時間單位時間 單位體積單位體積 減少量減少量 增加量增加量 溫度溫度 pH 酶的抑制劑酶的抑制劑 欄目鏈接欄目鏈接三、果膠酶的用量三、果膠酶的用量生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約生產(chǎn)果汁時，為了使果膠酶得到充分的利用，節(jié)約成本，需要控制好成本，需要控制好_，用量多少常要通過，用量多少常要通過_手段探究手段探究。酶的用量酶的用量 實驗實驗 欄目鏈接欄目鏈接四、實驗設(shè)計四、實驗設(shè)計1探究溫度和探究溫度和pH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響(1)實驗流程包括實驗流程包括_、設(shè)置一系列、設(shè)置一系列_和和_、加入果膠酶反應(yīng)一段時間、加入果膠酶反應(yīng)一段時間、_。(2)該實驗的自變量是該
5、實驗的自變量是_或或_，因變量是，因變量是_，檢測因變量是通過測定果汁的，檢測因變量是通過測定果汁的_或或_來實現(xiàn)的。來實現(xiàn)的。 制備果泥制備果泥 溫度梯度溫度梯度 pH梯度梯度 過濾果汁過濾果汁 溫度溫度 pH 果膠酶的活性果膠酶的活性 多少多少 澄清度澄清度 欄目鏈接欄目鏈接2探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量(1)該實驗的自變量是該實驗的自變量是_。除此之外，。除此之外，影 響 果 汁 產(chǎn) 量 的 因 素 還 有影 響 果 汁 產(chǎn) 量 的 因 素 還 有 _ _ _ _ _ _ 、 p H 、_、蘋果泥的用量等無關(guān)變量。、蘋果泥的用量等無關(guān)變量。(2)判斷的思路是：如果隨著酶的用量增加，過
6、濾到判斷的思路是：如果隨著酶的用量增加，過濾到的果汁的體積也增加，說明的果汁的體積也增加，說明_；如果當(dāng)酶；如果當(dāng)酶的用量增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果的用量增加到某個值后，再增加酶的用量，過濾到的果汁的體積不再改變，說明汁的體積不再改變，說明_ 果膠酶的用量果膠酶的用量 溫度溫度 酶催化反應(yīng)的時間酶催化反應(yīng)的時間 酶的用量不足酶的用量不足 酶的用量已足，該值為酶的最適用量酶的用量已足，該值為酶的最適用量 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接一、果膠酶的組成及特性一、果膠酶的組成及特性果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類果膠酶并不是特指某一種酶，而是分解果膠的一類酶的總稱，包
7、括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酶的總稱，包括多聚半乳糖醛酸酶、果膠分解酶和果膠酯酶。其化學(xué)本質(zhì)均是蛋白質(zhì)，能被蛋白酶水解掉。果酯酶。其化學(xué)本質(zhì)均是蛋白質(zhì)，能被蛋白酶水解掉。果膠酶亦具有酶的通性，只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的膠酶亦具有酶的通性，只改變反應(yīng)速率，不改變反應(yīng)的平衡點；其活性受平衡點；其活性受pH、溫度等影響。、溫度等影響。 欄目鏈接欄目鏈接例例1下列關(guān)于果膠及果膠酶的敘述中，正確的是下列關(guān)于果膠及果膠酶的敘述中，正確的是()A果膠酶是分解果膠的一種酶果膠酶是分解果膠的一種酶B果膠不溶于水果膠不溶于水C加熱使果膠變性失活加熱使果膠變性失活D加熱使果膠酶活性增強(qiáng)加熱使果膠酶活性增強(qiáng)
8、 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，果膠果膠酶是分解果膠的一類酶的總稱，果膠不溶于水。溫度影響酶的活性，在低于最適溫度時，隨不溶于水。溫度影響酶的活性，在低于最適溫度時，隨溫度的升高，酶的活性增加，但高溫使酶變性失活，而溫度的升高，酶的活性增加，但高溫使酶變性失活，而果膠不存在變性失活的問題。果膠不存在變性失活的問題。答案：答案：B 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練1下列對果膠酶的作用，敘述錯誤的是下列對果膠酶的作用，敘述錯誤的是()A果膠酶是一種催化劑，可以改變反應(yīng)速度果膠酶是一種催化劑，可以改變反應(yīng)速度B果膠酶能夠分解果膠，瓦解植物細(xì)胞壁及胞間層果膠酶能夠分解果膠
9、，瓦解植物細(xì)胞壁及胞間層C在果汁中加入果膠酶后可以使果汁變得澄清在果汁中加入果膠酶后可以使果汁變得澄清D果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸果膠酶能將乳糖醛酸分解成半乳糖醛酸 欄目鏈接欄目鏈接變式變式訓(xùn)練訓(xùn)練解析：解析：果膠酶把果膠分解成可溶性的半乳果膠酶把果膠分解成可溶性的半乳糖醛酸。糖醛酸。答案：答案：D 欄目鏈接欄目鏈接二、酶的活性與影響酶活性的因素的分析二、酶的活性與影響酶活性的因素的分析1酶活性的表示方法酶活性的表示方法酶活性用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反酶活性用在一定條件下，酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。應(yīng)的反應(yīng)速度來表示。2影響酶活性的因素影響酶活性的因素(1)溫度
10、：溫度對酶活性的影響具有兩重性。溫度：溫度對酶活性的影響具有兩重性。在一定范圍內(nèi)在一定范圍內(nèi)(低于最適溫度低于最適溫度)，隨著溫度的升，隨著溫度的升高，酶的活性逐漸增強(qiáng)。高，酶的活性逐漸增強(qiáng)。在一定范圍內(nèi)在一定范圍內(nèi)(高于最適溫度高于最適溫度)，隨著溫度的升，隨著溫度的升高，酶活性逐漸降低直到活性全部喪失。如圖高，酶活性逐漸降低直到活性全部喪失。如圖1所示：所示： 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接(2)pH：過酸或過堿都能使酶不可逆轉(zhuǎn)地失活：過酸或過堿都能使酶不可逆轉(zhuǎn)地失活(變變性性)。酶促反應(yīng)都有一個最適。酶促反應(yīng)都有一個最適pH。如圖。如圖2所示：所示： 欄目鏈接欄目鏈接(3)酶的抑制劑
11、：某些物質(zhì)雖然不能引起酶變性，酶的抑制劑：某些物質(zhì)雖然不能引起酶變性，但能使酶分子某些必需基團(tuán)但能使酶分子某些必需基團(tuán)(主要是酶活性中心上的一主要是酶活性中心上的一些基團(tuán)些基團(tuán))發(fā)生變化，引起酶活性下降，甚至失活，致使發(fā)生變化，引起酶活性下降，甚至失活，致使酶反應(yīng)速度降低。能引起這種抑制作用的物質(zhì)稱為酶酶反應(yīng)速度降低。能引起這種抑制作用的物質(zhì)稱為酶的抑制劑。的抑制劑。(4)底物濃度及用量、酶的濃度及用量也會影響酶底物濃度及用量、酶的濃度及用量也會影響酶的活性。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)在最適條件下，充分發(fā)揮的活性。在實際生產(chǎn)中，應(yīng)在最適條件下，充分發(fā)揮酶的最大活性，以使酶得到充分應(yīng)用，節(jié)約成本。酶的最大
12、活性，以使酶得到充分應(yīng)用，節(jié)約成本。 欄目鏈接欄目鏈接有關(guān)酶失活的兩點注意有關(guān)酶失活的兩點注意高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使酶失活，而低溫只是降高溫、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿可以使酶失活，而低溫只是降低酶活性，但酶不失活。因此圖低酶活性，但酶不失活。因此圖1曲線的左端不與橫軸曲線的左端不與橫軸相交。相交。酶的失活只是酶的空間結(jié)構(gòu)的改變，而氨基酸的酶的失活只是酶的空間結(jié)構(gòu)的改變，而氨基酸的種類、數(shù)量、排列順序都不發(fā)生改變。種類、數(shù)量、排列順序都不發(fā)生改變。特特 別別提提 醒醒 欄目鏈接欄目鏈接例例2下列曲線圖示錯誤的是下列曲線圖示錯誤的是() 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：反應(yīng)物濃度不影響酶的活性反應(yīng)物濃度不影響酶的活
13、性。答案：答案：D 欄目鏈接欄目鏈接2下列與酶活性有關(guān)的說法中不正確的是下列與酶活性有關(guān)的說法中不正確的是()A酶活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件酶活性是由蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)決定的，不受外界條件的影響的影響B(tài)酶活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力酶活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力C酶活性受溫度、酶活性受溫度、pH等因素的影響等因素的影響D酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)酶活性高低與反應(yīng)物濃度無關(guān)變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：酶活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，其酶活性是指酶催化一定化學(xué)反應(yīng)的能力，其高低用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)速高低用一定條件下酶所催化的某一化學(xué)反應(yīng)的反
14、應(yīng)速度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，溫度、度來表示。酶的催化作用受外界條件影響，溫度、pH等對酶的催化作用都有較大影響，反應(yīng)物濃度與酶活等對酶的催化作用都有較大影響，反應(yīng)物濃度與酶活性高低無關(guān)。性高低無關(guān)。答案：答案：A變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接三、探究酶活性影響因素的實驗設(shè)計三、探究酶活性影響因素的實驗設(shè)計1探究溫度和探究溫度和pH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響(1)實驗原理：實驗原理：當(dāng)酶處于最適溫度或最適當(dāng)酶處于最適溫度或最適pH時，酶的活性最高時，酶的活性最高。若溫度過高、過酸或過堿，則導(dǎo)致酶變性失活若溫度過高、過酸或過堿，則導(dǎo)致酶變性失活。在一定范圍內(nèi)，果肉的
15、出汁率和果汁的澄清度在一定范圍內(nèi)，果肉的出汁率和果汁的澄清度和果膠酶的活性成正比和果膠酶的活性成正比。(2)實驗操作流程：實驗操作流程：溫度或溫度或pH對果膠酶活性的影響對果膠酶活性的影響 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接(3)結(jié)果分析：結(jié)果分析：根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度和根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪制出溫度和pH對果膠酶活性對果膠酶活性(用用酶反應(yīng)速度表示酶反應(yīng)速度表示)影響的曲線圖影響的曲線圖(如圖如圖a、b)；不同果膠；不同果膠酶用量對出汁率影響的曲線圖酶用量對出汁率影響的曲線圖(在濃度和體積相同的條在濃度和體積相同的條件下，如圖件下，如圖c)；并最終得到果膠酶最適溫度、；并最終得到果膠酶最適溫度、p
16、H以及以及果膠酶的最適用量。果膠酶的最適用量。 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接由于初次實驗的梯度變量選擇目的性不強(qiáng)，選由于初次實驗的梯度變量選擇目的性不強(qiáng)，選擇的范圍有可能出現(xiàn)過高或過低的情況，這可以從畫擇的范圍有可能出現(xiàn)過高或過低的情況，這可以從畫出的曲線中反映出來，如圖所示，實驗中可以根據(jù)出出的曲線中反映出來，如圖所示，實驗中可以根據(jù)出現(xiàn)的曲線進(jìn)一步選擇合適的梯度變量現(xiàn)的曲線進(jìn)一步選擇合適的梯度變量。 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接2探究果膠酶的用量探究果膠酶的用量(1)實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增實驗原理：在一定的條件下，隨著酶濃度的增加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃度達(dá)到
17、某一數(shù)值后，再加，果汁的體積增加；當(dāng)酶濃度達(dá)到某一數(shù)值后，再增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的增加酶的用量，果汁的體積不再改變，此值即是酶的最適用量。最適用量。(2)實驗過程：實驗過程： 欄目鏈接欄目鏈接 欄目鏈接欄目鏈接探究溫度探究溫度( (或或pH) )影響酶活性的實驗中，應(yīng)先將酶和影響酶活性的實驗中，應(yīng)先將酶和底物分別保溫底物分別保溫( (或調(diào)好或調(diào)好pH) )，再混合，這樣保證從反，再混合，這樣保證從反應(yīng)應(yīng)開始就是預(yù)設(shè)的溫度開始就是預(yù)設(shè)的溫度( (或或pH) )。特特 別別提提 醒醒 欄目鏈接欄目鏈接例例3 探究溫度對果膠酶活性的影響、探究溫度對果膠酶活性的影響、pH對酶活
18、對酶活性的影響、果膠酶用量三個實驗中，實驗變量依次為性的影響、果膠酶用量三個實驗中，實驗變量依次為()A溫度、酶活性、酶用量溫度、酶活性、酶用量B蘋果泥用量、蘋果泥用量、pH、果汁量、果汁量C反應(yīng)時間、酶活性、酶用量反應(yīng)時間、酶活性、酶用量D溫度、溫度、pH、果膠酶用量、果膠酶用量 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：實驗變量也稱自變量，是指實驗者所操縱實驗變量也稱自變量，是指實驗者所操縱的因素或條件。反應(yīng)變量也稱因變量，是指實驗中由的因素或條件。反應(yīng)變量也稱因變量，是指實驗中由于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。通常，實驗變量是于實驗變量而引起的變化和結(jié)果。通常，實驗變量是原因，反應(yīng)變量是結(jié)果。二者具有因
19、果關(guān)系。實驗的原因，反應(yīng)變量是結(jié)果。二者具有因果關(guān)系。實驗的目的就在于獲得和解釋這種前因后果。目的就在于獲得和解釋這種前因后果。實驗一是探究果膠酶的最適溫度，溫度為實驗變實驗一是探究果膠酶的最適溫度，溫度為實驗變量。同理，實驗二和實驗三的實驗變量為量。同理，實驗二和實驗三的實驗變量為pH和果膠酶和果膠酶用量。用量。答案：答案：D 欄目鏈接欄目鏈接3pH對果膠酶活性影響的實驗中，下列敘述不正對果膠酶活性影響的實驗中，下列敘述不正確的是確的是()A自變量是不同的自變量是不同的pH梯度梯度B控制不變的量有溫度、底物濃度、酶濃度、反控制不變的量有溫度、底物濃度、酶濃度、反應(yīng)時間等應(yīng)時間等C可通過測定濾出的果汁體積判斷果膠酶最適可通過測定濾出的果汁體積判斷果膠酶最適pHDpH過低時，果膠酶活性變小，但不失活過低時，果膠酶活性變小，但不失活變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接解析：解析：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫都會導(dǎo)致酶變性失活，只強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高溫都會導(dǎo)致酶變性失活，只有低溫抑制酶的活性，但不使其變性失活。有低溫抑制酶的活性，但不使其變性失活。答案：答案：D變變 式式訓(xùn)訓(xùn) 練練 欄目鏈接欄目鏈接
高中生物 專題四 課題1 果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用課件 新人教版選修1
